Optofluidic device for cytometric measurements and study of inertial focusing conditions in asymmetric serpentines

Abstract

Presentem un dispositiu optofluídic amb capacitat per realitzar mesures citométriques. El dispositiu està compost dues zones de mesura en les que el senyal de fluorescència de cèl·lules tenyides s'obté mitjançant el bombeig òptic amb llum de 473 nm. Abans de ser mesurades, les cèl·lules són focalitzades mitjançant focalització hidrodinàmica. El senyal rebut és analitzat amb un algoritme propi per realitzar mesures de correlació dels senyals de cadascuna de les zones de mesura. Gràcies a aquests mètode, el dispositiu és capaç de distingir dos tipus de línies cel·lulars amb especificitat per a un determinat anticos. També presentem un estudi sobre el comportament de partícules esfèriques i rígides sota la influència d'efectes inercials en serpentins asimètrics. Aquests estudis, amb l'ajuda de simulacions, serveixen per revelar el comportament del fluid i de la partícula quan aquesta es troba focalitzada. Els resultats també revelen la predilecció per part de la partícula de moure's a través dels centres dels fluxos vorticials. La finalitat d'aquests resultats es la d'obtenir citómetres que, funcionant a través d'aquests mecanismes, siguin més eficients y fiables en les seves mesures.

Presentamos un dispositivo optofluídico capaz de realizar medidas citométricas. El dispositivo contiene dos zonas de medida en las que la señal de fluorescencia de células teñidas se obtiene mediante el bombeo óptico con luz de 473 nm. Antes de su medida, las células son focalizadas mediante focalización hidrodinámica. La señal recibida es analizada con un algoritmo propio para realizar medidas de correlación de las señales de cada una de las zonas de medida. Gracias a este método, el dispositivo es capaz de distinguir dos tipos de líneas celulares con especificidad para un determinado anticuerpo. También presentamos un estudio acerca de el comportamiento de partículas esféricas y rígidas bajo la influencia de efectos inerciales en serpentines asimétricos. Estos estudios, con la ayuda de simulaciones, sirven para desengranar el comportamiento del fluido y de la particula cuando esta se encuentra focalizada. Los resultados también revelan la predilección por parte de las partículas de desplazarse a través de los centros de flujos vorticiales. La finalidad de estos resultados es la de obtener citómetros que, funcionando a través de estos mecanismos, sean más eficientes y fiables en sus medidas.

An optofluidic device with cytometric capabilities is presented. The device consists of two interrogation regions from which the characteristic fluorescence signature of cell surface-labeled markers is obtained by means of 473 nm pumping. Prior to being measured, the cells are focused employing an hydrodynamical focusing scheme. The signal is treated with a custom algorithm to perform a correlation analysis between the signals from each interrogation region. With this method, the device is able o distinguish between two different cell line populations with antibody specificity. Additionally, studies regarding the behavior of rigid spherical particles under inertial focusing conditions in an asymmetric serpentine are presented. The dynamics of the flow field and the particle under focusing conditions is described employing simulation results. These studies also reveal the predilection of particles to move through the centerlines of the developed vortices. These results can be used to design more efficient and reliable cytometric devices that take advantage of inertial effects in conjunction with transverse flows.